Dispersion and Deposition of Micro Particles over Two Square Obstacles in a Channel via Hybrid Lattice Boltzmann Method and Discrete Phase Model

توزيع و انباشتگي ذرات در جريان غيردايم بر روي دو استوانه مربعي در داخل كانال به‌صورت عددي مورد بررسي قرار گرفته است. روش شبكه بولتزمن جهت محاسبه ميدان سيال و روش اويلر اصلاح شده به منظور حل لاگرانژي حركت ذرات مورد استفاده قرار گرفته است. در بررسي حر كت ذرات اثر نيروهاي دراگ، سافتمن، ليفت، جاذبه، شناوري و براوني لحاظ شده است. راندمان انباشتگي ذرات در آرايش غير خطي براي اعداد كوچك استوكس شروع شده و با نتايج آرايش هم راستا مقايسه شده است. وجود مانع دوم راندمان انباشتگي را در اعداد استوكس بزرگتر از يك افزايش مي‌دهد. ذرات با اعداد استوكس كوچكتر از 1/0 از مسير خطوط جريان تبعيت نموده وبر روي استوانه‌ها رسوب نمي‌كند. راندمان انباشتگي به آرامي دراعداد استوكس 1 تا 5 در مقايسه با اعداد 1/0 تا 1 افزايش مي‌يابد. رشد راندمان انباشتگي در فاصله 5=HD بيشتر از 3=HD است. ذرات بسيار ريز با اعدا استوكس كوچكتر از 1/0، همانند ذرات ميدان سيال درتوزيع و پراكندگي گردابه‌ها در شكل نامتقارن در پشت موانع قرار مي‌گيرند. با افزايش عدد استوكس از 1/0 به 1، ذرات به سمت مرزهاي گردابه‌ها حركت مي‌كنند. در3=HD، ذرات نمي‌توانند در فضاي ميان موانع قرار گيرند.

Dispersion and deposition of aerosol particles over two square cylinders confined in a channel in laminar unsteady vortical flow were investigated numerically. Lattice Boltzmann method was used to calculate fluid characteristics and modify Euler method was employed as Lagrangian particle tracing procedure to obtain particle trajectories. Drag, Saffman lift, gravity, buoyancy and Brownian motion are forces that were included in particle equation of motion. Augmentation of total deposition efficiency at staggered arrangement started at lower stokes number in comparison with inline arrangement. Presence of second obstacle increased deposition efficiency for Stokes number greater than 1. Particles having Stokes number smaller than 0.1, followed streamlines and were not captured by squares. Deposition efficiency increased slightly between Stokes numbers 1 to 5 with respect to stokes numbers from 0.1 to 1. Deposition efficiency had bigger growth rate at HD=5 with respect to HD=3. Ultra fine particles with stokes number smaller than 0.1 acted like fluid particles at their positions and dispersed in the vortices, in the periodic asymmetric behind the obstacles. Particles tend to move on vortices boundary as Stokes numbers increased from 0.1 to 1. At HD=3, particles could not move in the region between two obstacles.